Si vous souhaitez que vos panneaux solaires délivrent leur plein potentiel, sachez que la manière de les brancher peut faire une grande différence dans leurs performances. Branchement des panneaux solaires en série ou en parallèle influence le flux, la tension et l’efficacité globale du système. Poursuivez la lecture pour savoir comment choisir la bonne configuration et optimiser votre investissement.
Tension et courant : notions essentielles
Il est important de connaître ces notions avant de décider comment brancher vos panneaux.
- Tension (V) : mesurée en volts, c’est la « force » qui pousse les électrons à se déplacer dans le circuit électrique ; on peut l’assimiler à la pression qui fait « couler » l’électricité dans le système.
- Courant (A) : mesuré en ampères, c’est le flux d’électrons qui circule dans un conducteur (par ex. un câble). Il représente la quantité d’électricité qui traverse un circuit.
Série vs. parallèle : comparaison
Comprendre la différence entre un branchement en série et en parallèle est essentiel, car les deux options impactent l’ensemble du système.
Branchements en série
Un branchement en série signifie que les panneaux sont enchaînés de bout en bout : la borne positive d’un panneau est connectée à la borne négative du suivant. Avec cette configuration, la tension s’additionne tandis que le courant reste identique à celui d’un seul panneau.
Exemple : si un panneau délivre 20 V et 5 A, trois panneaux en série donneront 60 V et 5 A. C’est donc idéal pour les systèmes utilisant des onduleurs de chaîne (string) et pour des liaisons sur de longues distances.
Branchements en parallèle
Dans un branchement en parallèle, toutes les bornes positives sont reliées entre elles, et toutes les bornes négatives également. La tension reste constante.
Dans ce type de système, vous obtiendrez la même tension, mais un courant plus élevé. En reprenant l’exemple précédent (20 V et 5 A par panneau), trois panneaux en parallèle fourniront 20 V et 15 A. Cette configuration est idéale lorsque l’on a besoin de plus de courant, par exemple avec des régulateurs de charge MPPT ou des systèmes de stockage (batteries).
Comment câbler deux panneaux en série et en parallèle (schémas de principe)
- Parallèle : toutes les bornes positives des panneaux sont connectées, et toutes les bornes négatives sont connectées.
- Série : la borne positive d’un panneau est reliée à la borne négative du panneau suivant, et ainsi de suite.
Prix
Le système en série utilise moins de câbles et de connecteurs, ce qui réduit le coût des matériaux. Les onduleurs sont généralement plus économiques, l’installation est plus rapide et donc moins chère.
Le système en parallèle requiert davantage de câbles et de connecteurs, ce qui augmente le coût des matériaux. Les équipements nécessaires seront des contrôleurs PWM ou des micro-onduleurs, généralement plus onéreux. La main-d’œuvre peut être plus complexe et plus longue, ce qui accroît le coût total.
En Suisse, le coût d’installation pour un système résidentiel typique (4–10 kW) se situe entre 10 000 et 22 000 CHF, incluant panneaux, onduleurs, câblage et main-d’œuvre. Cela équivaut à environ 1,5 à 2,5 CHF par watt installé.
Un branchement en série peut revenir environ 5 % à 10 % moins cher qu’un parallèle grâce à la réduction de matériaux et à la simplicité de pose. Par exemple, pour un système de 6 kW, le coût peut se situer autour de 9 000–11 000 CHF (estimation indicative).
Branchements en série : quand est-ce pertinent ?
Objectif : augmenter la tension et réduire les pertes en ligne
Les branchements en série sont idéaux pour les systèmes qui nécessitent davantage de tension plutôt que de courant, comme les installations raccordées au réseau et les transmissions sur de longues distances.
Dans cette configuration, la tension est transportée plus efficacement que le courant.
Cas d’usages typiques
Meilleure efficacité sur grandes longueurs de câble (moins de pertes).
Intéressant lorsque le courant est faible, permettant d’utiliser des câbles plus fins et moins coûteux que pour le parallèle.
Risques et limites
Les performances de tout le système dépendent de chaque panneau. Si un panneau est ombragé ou défectueux, il ralentit l’ensemble.
La série augmente la tension du système, ce qui peut être dangereux si mal géré : risques de surchauffe, d’électrocution ou d’incendie. Une installation professionnelle est vivement recommandée, surtout en haute tension, même si la pose reste plus simple que l’autre option.
Branchements en parallèle : quand est-ce mieux ?
Objectif : augmenter l’intensité et maintenir une tension basse
Les branchements en parallèle additionnent le courant de chaque panneau, utile lorsque l’on souhaite davantage d’ampérage sans augmenter la tension, pour ne pas surcharger l’onduleur.
La tension reste identique quel que soit le nombre de panneaux raccordés en parallèle. Toutefois, un excès de branches parallèles peut surcharger le système.
On peut ajouter plus de panneaux en parallèle sans dépasser la tension admissible par l’onduleur ; l’extension du système est donc plus simple.
Cas d’usages typiques
Parfait en zones ombragées : si un panneau est affecté, la baisse de rendement ne touche que ce panneau, pas l’ensemble.
Adapté aux projets d’autoconsommation résidentielle sur toitures inclinées ou plates (p. ex. toiture-terrasse).
Recommandé pour des logements en basse tension, en sites isolés ou avec surface limitée nécessitant une puissance maximale.
Risques et limites
Les systèmes en parallèle peuvent être moins efficaces sur grandes installations, à cause des courants élevés et de pertes accrues sur longues distances. Ils sont aussi plus sensibles à la chaleur.
Ils exigent des câbles plus gros (section supérieure) pour supporter le courant, ce qui augmente le coût et les pertes si le dimensionnement est inadéquat.
Le câblage est généralement plus complexe.
Montage mixte série–parallèle
Le montage mixte combine série et parallèle. La série assure une tension plus élevée pour mieux transporter l’énergie, tandis que le parallèle limite l’impact des ombres sur l’ensemble du champ.
Avec un régulateur MPPT (suivi du point de puissance maximale), la tension des panneaux est ajustée au niveau optimal pour charger les batteries, ce qui permet de tirer le maximum d’énergie de la configuration.
Ce type de raccordement est idéal pour des installations de grande taille mêlant zones ombragées et zones ensoleillées, car il offre une flexibilité à la fois en tension et en courant.
Liste de contrôle pour décider
- Irradiation et ombrage : évaluez l’environnement et analysez les ombres. En cas d’ombrage fréquent, privilégiez un parallèle ou un mixte.
- Orientation et inclinaison des panneaux : si la toiture comporte plusieurs pans ou pentes, le parallèle ou le mixte sont plus flexibles.
- Efficacité : en cas d’hiver rigoureux, un parallèle ou des optimiseurs sur une série peuvent aider à maintenir les performances.
- Tension et courant requis : vérifiez les spécifications de l’onduleur ; certains fonctionnent mieux en série, tandis que les micro-onduleurs conviennent au parallèle.
- Coût d’installation : pour minimiser l’investissement initial, la série est en général moins chère. Si vous pouvez investir davantage pour une efficacité élevée dans le temps, optez pour le parallèle ou le mixte.
- Évolutivité : si vous prévoyez d’agrandir votre système, le parallèle est souvent plus simple à étendre.
- Maintenance : le parallèle peut réduire certains coûts de maintenance à long terme.
- Avantages fiscaux : les incitations fédérales et cantonales ne dépendent pas du type de raccordement, mais un système plus efficace peut maximiser la production et donc les bénéfices fiscaux.
- Taille du système : estimez votre consommation annuelle. Les séries conviennent bien aux consommations modérées sur toitures optimales ; le parallèle est préférable pour maximiser la production en conditions variables.
- Usage de batteries : le parallèle est souvent plus compatible avec les basses tensions, tandis que la série s’adapte mieux aux hautes tensions.
Maintenant que vous maîtrisez mieux les branchements des panneaux solaires en série ou en parallèle grâce à ce guide pour la Suisse, vous êtes en mesure de prendre une décision plus éclairée.
Manuel Bello
Ingénieur avec plus de 15 ans d'expérience dans le photovoltaïque et le pilotage de projets résidentiels et industriels complexes sur l'arc Lémanique et à l'étranger. Passionné par les énergies renouvelables, il a créé la société Maidan Energy pour faciliter la transition énergétique aux particuliers, entreprises et collectivités.
